CN213951311U - 一种膜法盐湖卤水提锂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种膜法盐湖卤水提锂系统，包括顺次连通的原水箱、电磁阀、水泵、预处理系统、纳滤膜分离系统、多级反渗透膜浓缩系统、太阳能高效蒸发器及浓水箱，该系统先将盐湖卤水预处理，然后纳滤膜分离系统对锂离子与钙镁钠离子进行分离，再经多级反渗透膜浓缩系统浓缩，最后太阳能高效蒸发器进行再浓缩，得到高锂离子浓度的浓缩液。该系统结构设计合理，锂离子浓缩效率高，富集的锂离子纯度高，同时能耗及生产成本低，对实现膜技术应用于盐湖卤水提锂的产业化有着重要意义。

Description

一种膜法盐湖卤水提锂系统

技术领域

本实用新型涉及一种锂的浓缩富集系统，尤其涉及一种膜法盐湖卤水提锂系统。

背景技术

金属锂作为战略资源日益受到重视，其在高容量电池、核聚变反应堆等领域均有广泛应用，被誉为“21世纪的能源金属”。我国锂储量18%，居全球第二，而锂产量却只有7%。我国的青海和西藏盐湖锂资源丰富，具有很高的开采价值，盐湖卤水中的锂资源以氯化锂的形式存在，随着中国对锂需求的不断增大以及锂矿石开采过程面临的资源枯竭和环境污染等问题，盐湖卤水提锂成为全球锂盐生产的主要来源。

我国盐湖卤水组成呈现高镁、低锂的特点，加之镁、锂的物化性质相似，给盐湖卤水提锂造成较大的困难。近年来，利用纳滤膜有效截留二价和多价离子而透过单价离子的优异性能，将纳滤膜分离技术应用于高镁锂比盐湖卤水体系中用于镁锂分离的研究日渐增多，并显示出了较强的应用潜力。但是，将纳滤应用于盐湖卤水的研究起步较晚，还没有成熟的工艺出现，同时还存在盐湖卤水锂离子浓缩效率低、富集的锂离子的纯度低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术难点，提供一种膜法盐湖卤水提锂系统，该系统结构设计合理，锂离子浓缩效率高，富集的锂离子纯度高，同时能耗及生产成本低。

为实现上述的目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种膜法盐湖卤水提锂系统，包括顺次连通的原水箱、电磁阀、水泵、预处理系统、纳滤膜分离系统、多级反渗透膜浓缩系统、太阳能高效蒸发器及浓水箱，其特征在于，所述纳滤膜分离系统包括纳滤膜增压泵和一至多组纳滤膜过滤器，所述多级反渗透膜浓缩系统由n（其中n≥3）组反渗透膜增压泵和反渗透膜过滤器的组合串联组成，所述纳滤膜过滤器的一端设有进水口，另一端设有净水口和浓水口，所述反渗透膜过滤器的一端设有进水口，另一端均设有净水口和浓水口，所述纳滤膜过滤器的所述净水口与多级反渗透膜浓缩系统相连，其所述浓水口与排水沟相连；所述反渗透膜过滤器的所述浓水口与后一组所述反渗透膜增压泵相连，其所述净水口汇集后回流至水泵。

所述预处理系统包括石英砂过滤器和活性炭过滤器。

所述纳滤膜过滤器的锂离子透过速率大于钠离子透过速率。

所述反渗透膜过滤器对钠和锂的脱盐率大于99%，且锂离子透过速率小于或等于钠离子透过速率。

所述太阳能高效蒸发器为一种宽频、高效、高光热转换率的板式蒸馏器，且呈一定倾斜夹角放置，其上端设有进水口与上水槽，所述上水槽底部开设多个小孔，其下端设有出水口与下水槽。

所述太阳能高效蒸发器的材料为纳米黑金材料。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过高选择性的纳滤膜将锂离子与90%的钙镁等二价离子、60%的钠离子分离，再通过高脱盐率的反渗透膜多次浓缩，最后经在低温低太阳光照强度条件下即可蒸发的太阳能高效蒸发器进行再浓缩，得到浓缩倍数更高的锂溶液，大大提高了锂离子的浓缩倍数。该系统结构设计合理，锂离子浓缩效率高，富集的锂离子纯度高，同时能耗及生产成本低，对实现膜技术应用于盐湖卤水提锂的产业化有着重要意义。

附图说明

图1为本实用新型的流程示意图；

图2为本实用新型中太阳能高效蒸发器的结构示意图；

图1~2中：1.原水箱；2.电磁阀；3.水泵；4.预处理系统；5.纳滤膜分离系统；6.多级反渗透膜浓缩系统；7.太阳能高效蒸发器；8.浓水箱；9.纳滤膜增压泵；10.纳滤膜过滤器；11.纳滤膜过滤器进水口；12.纳滤膜过滤器净水口；13.纳滤膜过滤器浓水口；14-1~14-n.反渗透膜增压泵；15-1~15-n.反渗透膜过滤器；16-1~16-n.反渗透膜过滤器净水口；17-1~17-n.反渗透膜过滤器浓水口；18.太阳能高效蒸发器进水口；19.上水槽；20.下水槽；21.出水口。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种膜法盐湖卤水提锂系统，包括顺次连通的原水箱1、电磁阀2、水泵3、预处理系统4、纳滤膜分离系统5、多级反渗透膜浓缩系统6、太阳能高效蒸发器7及浓水箱8，其特征在于，所述纳滤膜分离系统5包括纳滤膜增压泵9和一至多组纳滤膜过滤器10，所述多级反渗透膜浓缩系统6由n（其中n≥3）组反渗透膜增压泵14-1~14-n和反渗透膜过滤器15-1~15-n的组合串联组成，所述纳滤膜过滤器10的一端设有进水口11，另一端设有净水口12和浓水口13，所述反渗透膜过滤器15-1~15-n的一端设有进水口，另一端均设有净水口16-1~16-n和浓水口17-1~17-n，所述纳滤膜过滤器10的所述净水口12与多级反渗透膜浓缩系统6相连，其所述浓水口13与排水沟相连；所述反渗透膜过滤器15-1~15-n的所述浓水口17-1~17-n与后一组所述反渗透膜增压泵相连，其所述净水口16-1~16-n汇集后回流至水泵3。所述预处理系统4包括石英砂过滤器和活性炭过滤器。所述纳滤膜过滤器10的锂离子透过速率大于钠离子透过速率。所述反渗透膜过滤器15对钠和锂的脱盐率大于99%，且锂离子透过速率小于或等于钠离子透过速率。所述太阳能高效蒸发器7为一种宽频、高效、高光热转换率的板式蒸馏器，且呈一定倾斜夹角放置，其上端设有进水口18与上水槽19，所述上水槽19底部开设多个小孔，其下端设有出水口21与下水槽20。所述太阳能高效蒸发器7的材料为纳米黑金材料。

更详细的解释说明为：

打开电磁阀2、水泵3、纳滤膜增压泵9和反渗透膜增压泵14-1~14-n，原水箱1内富含锂离子的盐湖卤水通过水泵3输送至预处理系统4，过滤吸附去除其他杂质后进入纳滤膜分离系统5，纳滤膜过滤器10将90%的钙镁等二价离子和60%的钠离子去除掉经纳滤膜过滤器浓水口13随浓水排入排水沟，锂离子浓度远大于钠离子浓度的净水则通过纳滤膜过滤器净水口12进入多级反渗透膜浓缩系统6进行浓缩，反渗透膜过滤器15-1~15-n将99%以上的钠离子和锂离子过滤后经反渗透膜过滤器浓水口17-1~17-n进入下一级反渗透膜增压泵和反渗透膜过滤器，净水经反渗透膜过滤器净水口16-1~16-n汇集回流至水泵3再次进行过滤分离浓缩操作，经多级反渗透膜浓缩系统6浓缩后得到含有锂离子的浓缩液，再将浓缩液经太阳能高效蒸发器进水口18进入太阳能高效蒸发器7蒸发掉水分使其进行再浓缩，对太阳能高效蒸发器7进行定量纯水反复洗涤或抽提后经出水口21收集至浓水箱8，得到高锂离子浓度的浓缩液。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，而非限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种膜法盐湖卤水提锂系统，包括顺次连通的原水箱、电磁阀、水泵、预处理系统、纳滤膜分离系统、多级反渗透膜浓缩系统、太阳能高效蒸发器及浓水箱，其特征在于，所述纳滤膜分离系统包括纳滤膜增压泵和一至多组纳滤膜过滤器，所述多级反渗透膜浓缩系统由n组反渗透膜增压泵和反渗透膜过滤器的组合串联组成，n大于等于3，所述纳滤膜过滤器与所述反渗透膜过滤器的一端均设有进水口，另一端均设有净水口和浓水口，所述纳滤膜过滤器的所述净水口与多级反渗透膜浓缩系统相连，其所述浓水口与排水沟相连；所述反渗透膜过滤器的所述浓水口与后一组所述反渗透膜增压泵相连，其所述净水口汇集后回流至水泵。

2.根据权利要求1所述的一种膜法盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述预处理系统包括石英砂过滤器和活性炭过滤器。

3.根据权利要求1所述的一种膜法盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述纳滤膜过滤器，锂离子透过速率大于钠离子透过速率。

4.根据权利要求1所述的一种膜法盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述反渗透膜过滤器，对钠和锂的脱盐率大于99%，且锂离子透过速率小于或等于钠离子透过速率。

5.根据权利要求1所述的一种膜法盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述太阳能高效蒸发器为一种宽频、高效、高光热转换率的板式蒸馏器，且呈一定倾斜夹角放置，其上端设有进水口与上水槽，所述上水槽底部开设多个小孔，其下端设有出水口与下水槽。

6.根据权利要求5所述的一种膜法盐湖卤水提锂系统，其特征在于，所述太阳能高效蒸发器的材料为纳米黑金材料。

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